預鍛結構對葉片終鍛成形質量及模具壽命的影響.pdf

1、葉片鍛件的幾何形狀相對復雜,其模鍛成形質量受諸多因素影響。其中,預鍛件結構如果設計不合理,就會在葉片終鍛過程中出現模膛充不滿、金屬折疊和鍛造裂紋等缺陷。傳統的預鍛件結構設計多基于理論計算或現場經驗。為確保設計合理,需反復利用終鍛實驗測試結果,并根據終鍛實驗數據修正預鍛模膛,這樣既耗費人力、物力、財力,又耗費時間。采用CAE技術可以在不受物理條件的限制下,更加準確地了解預鍛毛坯金屬在終鍛模膛中的流動情況,為優(yōu)化預鍛毛坯結構提供數值依據。<

2、br>　　本論文在綜合考慮產品質量、鍛坯材料、能源消耗、模具壽命等因素的基礎上,對葉片終鍛成形之前的預鍛毛坯結構進行了合理優(yōu)化,并利用Deform軟件研究了基于不同預鍛毛坯結構的葉片終鍛成形過程,分析比較了預鍛件結構優(yōu)化前后的金屬流動、鍛打次數、模鍛溫度與成形質量和模具壽命之間的關系,得出結論如下:
　　(1)本論文葉片在終鍛成形過程中的潛在質量缺陷(金屬折疊和鍛造裂紋)主要位于葉身—葉根過渡區(qū),該區(qū)因局部幾何形狀變化劇烈而使坯料

3、金屬流動不暢,導致匯流折疊和應力集中。適當增大該過渡區(qū)對應的預鍛件圓弧半徑或模膛圓弧半徑,均可降低金屬折疊和鍛造裂紋產生的幾率。
　　(2)針對預鍛件結構設計優(yōu)化方案進行的葉片終鍛數值模擬實驗結果表明,六個方案的預鍛件金屬在已給工藝條件下,均能充滿終鍛葉片的模膛。其中,方案5和方案6對應的葉片鍛件不僅飛邊分布均勻,而且未在葉身—葉根過渡區(qū)發(fā)現金屬折疊和鍛造裂紋缺陷,終鍛葉片的鍛打次數也較原預鍛件鍛打次數分別少1錘和2錘。
　

4、　(3)預鍛件結構改變前后的終鍛模具應力場和溫度場分布相差無幾,模膛的應力和溫度普遍高于模內,下模應力和溫度普遍高于上模,最大應力和最高溫度均未出現在模具的同一區(qū)域。上模膛容易產生機械裂紋的部位在葉根—葉身過渡區(qū),而下模膛在葉身區(qū)。優(yōu)化設計預鍛毛坯結構后,每副終鍛模具生產的葉片數都較原預鍛件設計多。
　　(4)在確保終鍛葉片成形質量(坯料金屬充滿模膛、葉片本體不存在折疊和裂紋)的基礎上,通過綜合分析模具失效、設備安全、最大打擊力、